Merged changes in the trunk up to revision 52118.
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / anim.c
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
19  * All rights reserved.
20  *
21  * The Original Code is: all of this file.
22  *
23  * Contributor(s): none yet.
24  *
25  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
26  */
27
28 /** \file blender/blenkernel/intern/anim.c
29  *  \ingroup bke
30  */
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <math.h>
34 #include <string.h>
35
36 #include "MEM_guardedalloc.h"
37
38 #include "BLI_blenlib.h"
39 #include "BLI_math.h"
40 #include "BLI_rand.h"
41 #include "BLI_utildefines.h"
42
43 #include "BLF_translation.h"
44
45 #include "DNA_anim_types.h"
46 #include "DNA_armature_types.h"
47 #include "DNA_group_types.h"
48 #include "DNA_key_types.h"
49 #include "DNA_mesh_types.h"
50 #include "DNA_meshdata_types.h"
51 #include "DNA_scene_types.h"
52 #include "DNA_vfont_types.h"
53
54 #include "BKE_animsys.h"
55 #include "BKE_curve.h"
56 #include "BKE_DerivedMesh.h"
57 #include "BKE_depsgraph.h"
58 #include "BKE_font.h"
59 #include "BKE_group.h"
60 #include "BKE_global.h"
61 #include "BKE_key.h"
62 #include "BKE_lattice.h"
63 #include "BKE_main.h"
64 #include "BKE_mesh.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_particle.h"
67 #include "BKE_scene.h"
68 #include "BKE_tessmesh.h"
69 #include "BKE_depsgraph.h"
70 #include "BKE_anim.h"
71 #include "BKE_report.h"
72
73
74 // XXX bad level call...
75
76 /* --------------------- */
77 /* forward declarations */
78
79 static void object_duplilist_recursive(ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[][4],
80                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag);
81
82 /* ******************************************************************** */
83 /* Animation Visualization */
84
85 /* Initialize the default settings for animation visualization */
86 void animviz_settings_init(bAnimVizSettings *avs)
87 {
88         /* sanity check */
89         if (avs == NULL)
90                 return;
91
92         /* ghosting settings */
93         avs->ghost_bc = avs->ghost_ac = 10;
94
95         avs->ghost_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
96         avs->ghost_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
97
98         avs->ghost_step = 1;
99
100
101         /* path settings */
102         avs->path_bc = avs->path_ac = 10;
103
104         avs->path_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
105         avs->path_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
106
107         avs->path_viewflag = (MOTIONPATH_VIEW_KFRAS | MOTIONPATH_VIEW_KFNOS);
108
109         avs->path_step = 1;
110 }
111
112 /* ------------------- */
113
114 /* Free the given motion path's cache */
115 void animviz_free_motionpath_cache(bMotionPath *mpath) 
116 {
117         /* sanity check */
118         if (mpath == NULL) 
119                 return;
120                 
121         /* free the path if necessary */
122         if (mpath->points)
123                 MEM_freeN(mpath->points);
124         
125         /* reset the relevant parameters */
126         mpath->points = NULL;
127         mpath->length = 0;
128 }
129
130 /* Free the given motion path instance and its data 
131  * NOTE: this frees the motion path given!
132  */
133 void animviz_free_motionpath(bMotionPath *mpath)
134 {
135         /* sanity check */
136         if (mpath == NULL)
137                 return;
138         
139         /* free the cache first */
140         animviz_free_motionpath_cache(mpath);
141         
142         /* now the instance itself */
143         MEM_freeN(mpath);
144 }
145
146 /* ------------------- */
147
148 /* Setup motion paths for the given data
149  * - Only used when explicitly calculating paths on bones which may/may not be consider already
150  *
151  * < scene: current scene (for frame ranges, etc.)
152  * < ob: object to add paths for (must be provided)
153  * < pchan: posechannel to add paths for (optional; if not provided, object-paths are assumed)
154  */
155 bMotionPath *animviz_verify_motionpaths(ReportList *reports, Scene *scene, Object *ob, bPoseChannel *pchan)
156 {
157         bAnimVizSettings *avs;
158         bMotionPath *mpath, **dst;
159         
160         /* sanity checks */
161         if (ELEM(NULL, scene, ob))
162                 return NULL;
163                 
164         /* get destination data */
165         if (pchan) {
166                 /* paths for posechannel - assume that posechannel belongs to the object */
167                 avs = &ob->pose->avs;
168                 dst = &pchan->mpath;
169         }
170         else {
171                 /* paths for object */
172                 avs = &ob->avs;
173                 dst = &ob->mpath;
174         }
175
176         /* avoid 0 size allocs */
177         if (avs->path_sf >= avs->path_ef) {
178                 BKE_reportf(reports, RPT_ERROR,
179                             "Motion path frame extents invalid for %s (%d to %d)%s",
180                             (pchan) ? pchan->name : ob->id.name,
181                             avs->path_sf, avs->path_ef,
182                             (avs->path_sf == avs->path_ef) ? TIP_(", cannot have single-frame paths") : "");
183                 return NULL;
184         }
185
186         /* if there is already a motionpath, just return that,
187          * provided it's settings are ok (saves extra free+alloc)
188          */
189         if (*dst != NULL) {
190                 int expected_length = avs->path_ef - avs->path_sf;
191                 
192                 mpath = *dst;
193                 
194                 /* path is "valid" if length is valid, but must also be of the same length as is being requested */
195                 if ((mpath->start_frame != mpath->end_frame) && (mpath->length > 0)) {
196                         /* outer check ensures that we have some curve data for this path */
197                         if (mpath->length == expected_length) {
198                                 /* return/use this as it is already valid length */
199                                 return mpath;
200                         }
201                         else {
202                                 /* clear the existing path (as the range has changed), and reallocate below */
203                                 animviz_free_motionpath_cache(mpath);
204                         }
205                 }
206         }
207         else {
208                 /* create a new motionpath, and assign it */
209                 mpath = MEM_callocN(sizeof(bMotionPath), "bMotionPath");
210                 *dst = mpath;
211         }
212         
213         /* set settings from the viz settings */
214         mpath->start_frame = avs->path_sf;
215         mpath->end_frame = avs->path_ef;
216         
217         mpath->length = mpath->end_frame - mpath->start_frame;
218         
219         if (avs->path_bakeflag & MOTIONPATH_BAKE_HEADS)
220                 mpath->flag |= MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
221         else
222                 mpath->flag &= ~MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
223         
224         /* allocate a cache */
225         mpath->points = MEM_callocN(sizeof(bMotionPathVert) * mpath->length, "bMotionPathVerts");
226         
227         /* tag viz settings as currently having some path(s) which use it */
228         avs->path_bakeflag |= MOTIONPATH_BAKE_HAS_PATHS;
229         
230         /* return it */
231         return mpath;
232 }
233
234 /* ------------------- */
235
236 /* Motion path needing to be baked (mpt) */
237 typedef struct MPathTarget {
238         struct MPathTarget *next, *prev;
239         
240         bMotionPath *mpath;         /* motion path in question */
241         
242         Object *ob;                 /* source object */
243         bPoseChannel *pchan;        /* source posechannel (if applicable) */
244 } MPathTarget;
245
246 /* ........ */
247
248 /* get list of motion paths to be baked for the given object
249  *  - assumes the given list is ready to be used
250  */
251 /* TODO: it would be nice in future to be able to update objects dependent on these bones too? */
252 void animviz_get_object_motionpaths(Object *ob, ListBase *targets)
253 {
254         MPathTarget *mpt;
255         
256         /* object itself first */
257         if ((ob->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS) && (ob->mpath)) {
258                 /* new target for object */
259                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget Ob");
260                 BLI_addtail(targets, mpt);
261                 
262                 mpt->mpath = ob->mpath;
263                 mpt->ob = ob;
264         }
265         
266         /* bones */
267         if ((ob->pose) && (ob->pose->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS)) {
268                 bArmature *arm = ob->data;
269                 bPoseChannel *pchan;
270                 
271                 for (pchan = ob->pose->chanbase.first; pchan; pchan = pchan->next) {
272                         if ((pchan->bone) && (arm->layer & pchan->bone->layer) && (pchan->mpath)) {
273                                 /* new target for bone */
274                                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget PoseBone");
275                                 BLI_addtail(targets, mpt);
276                                 
277                                 mpt->mpath = pchan->mpath;
278                                 mpt->ob = ob;
279                                 mpt->pchan = pchan;
280                         }
281                 }
282         }
283 }
284
285 /* ........ */
286
287 /* Note on evaluation optimizations:
288  * Optimisations currently used here play tricks with the depsgraph in order to try and 
289  * evaluate as few objects as strictly necessary to get nicer performance under standard
290  * production conditions. For those people who really need the accurate version, 
291  * disable the ifdef (i.e. 1 -> 0) and comment out the call to motionpaths_calc_optimise_depsgraph()
292  */
293
294 /* tweak the object ordering to trick depsgraph into making MotionPath calculations run faster */
295 static void motionpaths_calc_optimise_depsgraph(Scene *scene, ListBase *targets)
296 {
297         Base *base, *baseNext;
298         MPathTarget *mpt;
299         
300         /* make sure our temp-tag isn't already in use */
301         for (base = scene->base.first; base; base = base->next)
302                 base->object->flag &= ~BA_TEMP_TAG;
303         
304         /* for each target, dump its object to the start of the list if it wasn't moved already */
305         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
306                 for (base = scene->base.first; base; base = baseNext) {
307                         baseNext = base->next;
308                         
309                         if ((base->object == mpt->ob) && !(mpt->ob->flag & BA_TEMP_TAG)) {
310                                 BLI_remlink(&scene->base, base);
311                                 BLI_addhead(&scene->base, base);
312                                 
313                                 mpt->ob->flag |= BA_TEMP_TAG;
314
315                                 /* we really don't need to continue anymore once this happens, but this line might really 'break' */
316                                 break;
317                         }
318                 }
319         }
320         
321         /* "brew me a list that's sorted a bit faster now depsy" */
322         DAG_scene_sort(G.main, scene);
323 }
324
325 /* update scene for current frame */
326 static void motionpaths_calc_update_scene(Scene *scene)
327 {
328 #if 1 // 'production' optimizations always on
329         Base *base, *last = NULL;
330         
331         /* only stuff that moves or needs display still */
332         DAG_scene_update_flags(G.main, scene, scene->lay, TRUE);
333         
334         /* find the last object with the tag 
335          * - all those afterwards are assumed to not be relevant for our calculations
336          */
337         /* optimize further by moving out... */
338         for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
339                 if (base->object->flag & BA_TEMP_TAG)
340                         last = base;
341         }
342         
343         /* perform updates for tagged objects */
344         /* XXX: this will break if rigs depend on scene or other data that
345          * is animated but not attached to/updatable from objects */
346         for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
347                 /* update this object */
348                 BKE_object_handle_update(scene, base->object);
349                 
350                 /* if this is the last one we need to update, let's stop to save some time */
351                 if (base == last)
352                         break;
353         }
354 #else // original, 'always correct' version
355           /* do all updates
356            *  - if this is too slow, resort to using a more efficient way
357            *    that doesn't force complete update, but for now, this is the
358            *    most accurate way!
359            */
360         BKE_scene_update_for_newframe(G.main, scene, scene->lay); /* XXX this is the best way we can get anything moving */
361 #endif
362 }
363
364 /* ........ */
365
366 /* perform baking for the targets on the current frame */
367 static void motionpaths_calc_bake_targets(Scene *scene, ListBase *targets)
368 {
369         MPathTarget *mpt;
370         
371         /* for each target, check if it can be baked on the current frame */
372         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
373                 bMotionPath *mpath = mpt->mpath;
374                 bMotionPathVert *mpv;
375                 
376                 /* current frame must be within the range the cache works for 
377                  *      - is inclusive of the first frame, but not the last otherwise we get buffer overruns
378                  */
379                 if ((CFRA < mpath->start_frame) || (CFRA >= mpath->end_frame))
380                         continue;
381                 
382                 /* get the relevant cache vert to write to */
383                 mpv = mpath->points + (CFRA - mpath->start_frame);
384                 
385                 /* pose-channel or object path baking? */
386                 if (mpt->pchan) {
387                         /* heads or tails */
388                         if (mpath->flag & MOTIONPATH_FLAG_BHEAD) {
389                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_head);
390                         }
391                         else {
392                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_tail);
393                         }
394                         
395                         /* result must be in worldspace */
396                         mul_m4_v3(mpt->ob->obmat, mpv->co);
397                 }
398                 else {
399                         /* worldspace object location */
400                         copy_v3_v3(mpv->co, mpt->ob->obmat[3]);
401                 }
402         }
403 }
404
405 /* Perform baking of the given object's and/or its bones' transforms to motion paths 
406  *      - scene: current scene
407  *      - ob: object whose flagged motionpaths should get calculated
408  *      - recalc: whether we need to
409  */
410 /* TODO: include reports pointer? */
411 void animviz_calc_motionpaths(Scene *scene, ListBase *targets)
412 {
413         MPathTarget *mpt;
414         int sfra, efra;
415         int cfra;
416         
417         /* sanity check */
418         if (ELEM(NULL, targets, targets->first))
419                 return;
420         
421         /* set frame values */
422         cfra = CFRA;
423         sfra = efra = cfra;
424         
425         /* TODO: this method could be improved...
426          * 1) max range for standard baking
427          * 2) minimum range for recalc baking (i.e. between keyframes, but how?) */
428         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
429                 /* try to increase area to do (only as much as needed) */
430                 sfra = MIN2(sfra, mpt->mpath->start_frame);
431                 efra = MAX2(efra, mpt->mpath->end_frame);
432         }
433         if (efra <= sfra) return;
434         
435         /* optimize the depsgraph for faster updates */
436         /* TODO: whether this is used should depend on some setting for the level of optimizations used */
437         motionpaths_calc_optimise_depsgraph(scene, targets);
438         
439         /* calculate path over requested range */
440         for (CFRA = sfra; CFRA <= efra; CFRA++) {
441                 /* update relevant data for new frame */
442                 motionpaths_calc_update_scene(scene);
443                 
444                 /* perform baking for targets */
445                 motionpaths_calc_bake_targets(scene, targets);
446         }
447         
448         /* reset original environment */
449         CFRA = cfra;
450         motionpaths_calc_update_scene(scene);
451         
452         /* clear recalc flags from targets */
453         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
454                 bAnimVizSettings *avs;
455                 
456                 /* get pointer to animviz settings for each target */
457                 if (mpt->pchan)
458                         avs = &mpt->ob->pose->avs;
459                 else
460                         avs = &mpt->ob->avs;
461                 
462                 /* clear the flag requesting recalculation of targets */
463                 avs->recalc &= ~ANIMVIZ_RECALC_PATHS;
464         }
465 }
466
467 /* ******************************************************************** */
468 /* Curve Paths - for curve deforms and/or curve following */
469
470 /* free curve path data 
471  * NOTE: frees the path itself!
472  * NOTE: this is increasingly inaccurate with non-uniform BevPoint subdivisions [#24633]
473  */
474 void free_path(Path *path)
475 {
476         if (path->data) MEM_freeN(path->data);
477         MEM_freeN(path);
478 }
479
480 /* calculate a curve-deform path for a curve 
481  *  - only called from displist.c -> do_makeDispListCurveTypes
482  */
483 void calc_curvepath(Object *ob)
484 {
485         BevList *bl;
486         BevPoint *bevp, *bevpn, *bevpfirst, *bevplast;
487         PathPoint *pp;
488         Curve *cu;
489         Nurb *nu;
490         Path *path;
491         float *fp, *dist, *maxdist, xyz[3];
492         float fac, d = 0, fac1, fac2;
493         int a, tot, cycl = 0;
494         ListBase *nurbs;
495         
496         /* in a path vertices are with equal differences: path->len = number of verts */
497         /* NOW WITH BEVELCURVE!!! */
498         
499         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) {
500                 return;
501         }
502         cu = ob->data;
503
504         if (cu->path) free_path(cu->path);
505         cu->path = NULL;
506         
507         /* weak! can only use first curve */
508         bl = cu->bev.first;
509         if (bl == NULL || !bl->nr) {
510                 return;
511         }
512
513         nurbs = BKE_curve_nurbs_get(cu);
514         nu = nurbs->first;
515
516         cu->path = path = MEM_callocN(sizeof(Path), "calc_curvepath");
517         
518         /* if POLY: last vertice != first vertice */
519         cycl = (bl->poly != -1);
520         
521         tot = cycl ? bl->nr : bl->nr - 1;
522         
523         path->len = tot + 1;
524         /* exception: vector handle paths and polygon paths should be subdivided at least a factor resolu */
525         if (path->len < nu->resolu * SEGMENTSU(nu)) {
526                 path->len = nu->resolu * SEGMENTSU(nu);
527         }
528         
529         dist = (float *)MEM_mallocN((tot + 1) * 4, "calcpathdist");
530
531         /* all lengths in *dist */
532         bevp = bevpfirst = (BevPoint *)(bl + 1);
533         fp = dist;
534         *fp = 0.0f;
535         for (a = 0; a < tot; a++) {
536                 fp++;
537                 if (cycl && a == tot - 1)
538                         sub_v3_v3v3(xyz, bevpfirst->vec, bevp->vec);
539                 else
540                         sub_v3_v3v3(xyz, (bevp + 1)->vec, bevp->vec);
541                 
542                 *fp = *(fp - 1) + len_v3(xyz);
543                 bevp++;
544         }
545         
546         path->totdist = *fp;
547         
548         /* the path verts  in path->data */
549         /* now also with TILT value */
550         pp = path->data = (PathPoint *)MEM_callocN(sizeof(PathPoint) * path->len, "pathdata");
551
552         bevp = bevpfirst;
553         bevpn = bevp + 1;
554         bevplast = bevpfirst + (bl->nr - 1);
555         fp = dist + 1;
556         maxdist = dist + tot;
557         fac = 1.0f / ((float)path->len - 1.0f);
558         fac = fac * path->totdist;
559         
560         for (a = 0; a < path->len; a++) {
561                 
562                 d = ((float)a) * fac;
563                 
564                 /* we're looking for location (distance) 'd' in the array */
565                 while ((d >= *fp) && fp < maxdist) {
566                         fp++;
567                         if (bevp < bevplast) bevp++;
568                         bevpn = bevp + 1;
569                         if (UNLIKELY(bevpn > bevplast)) {
570                                 bevpn = cycl ? bevpfirst : bevplast;
571                         }
572                 }
573                 
574                 fac1 = (*(fp) - d) / (*(fp) - *(fp - 1));
575                 fac2 = 1.0f - fac1;
576
577                 interp_v3_v3v3(pp->vec, bevp->vec, bevpn->vec, fac2);
578                 pp->vec[3] = fac1 * bevp->alfa   + fac2 * bevpn->alfa;
579                 pp->radius = fac1 * bevp->radius + fac2 * bevpn->radius;
580                 pp->weight = fac1 * bevp->weight + fac2 * bevpn->weight;
581                 interp_qt_qtqt(pp->quat, bevp->quat, bevpn->quat, fac2);
582                 normalize_qt(pp->quat);
583                 
584                 pp++;
585         }
586         
587         MEM_freeN(dist);
588 }
589
590 static int interval_test(const int min, const int max, int p1, const int cycl)
591 {
592         if (cycl) {
593                 if      (p1 < min) p1 = ((p1 - min) % (max - min + 1)) + max + 1;
594                 else if (p1 > max) p1 = ((p1 - min) % (max - min + 1)) + min;
595         }
596         else {
597                 if      (p1 < min) p1 = min;
598                 else if (p1 > max) p1 = max;
599         }
600         return p1;
601 }
602
603
604 /* calculate the deformation implied by the curve path at a given parametric position,
605  * and returns whether this operation succeeded.
606  *
607  * note: ctime is normalized range <0-1>
608  *
609  * returns OK: 1/0
610  */
611 int where_on_path(Object *ob, float ctime, float vec[4], float dir[3], float quat[4], float *radius, float *weight)
612 {
613         Curve *cu;
614         Nurb *nu;
615         BevList *bl;
616         Path *path;
617         PathPoint *pp, *p0, *p1, *p2, *p3;
618         float fac;
619         float data[4];
620         int cycl = 0, s0, s1, s2, s3;
621
622         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) return 0;
623         cu = ob->data;
624         if (cu->path == NULL || cu->path->data == NULL) {
625                 printf("no path!\n");
626                 return 0;
627         }
628         path = cu->path;
629         pp = path->data;
630         
631         /* test for cyclic */
632         bl = cu->bev.first;
633         if (!bl) return 0;
634         if (!bl->nr) return 0;
635         if (bl->poly > -1) cycl = 1;
636
637         ctime *= (path->len - 1);
638         
639         s1 = (int)floor(ctime);
640         fac = (float)(s1 + 1) - ctime;
641
642         /* path->len is corected for cyclic */
643         s0 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 - 1, cycl);
644         s1 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1, cycl);
645         s2 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 1, cycl);
646         s3 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 2, cycl);
647
648         p0 = pp + s0;
649         p1 = pp + s1;
650         p2 = pp + s2;
651         p3 = pp + s3;
652
653         /* note, commented out for follow constraint */
654         //if (cu->flag & CU_FOLLOW) {
655
656         key_curve_tangent_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
657
658         interp_v3_v3v3v3v3(dir, p0->vec, p1->vec, p2->vec, p3->vec, data);
659
660         /* make compatible with vectoquat */
661         negate_v3(dir);
662         //}
663         
664         nu = cu->nurb.first;
665
666         /* make sure that first and last frame are included in the vectors here  */
667         if (nu->type == CU_POLY) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
668         else if (nu->type == CU_BEZIER) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
669         else if (s0 == s1 || p2 == p3) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_CARDINAL);
670         else key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
671
672         vec[0] = data[0] * p0->vec[0] + data[1] * p1->vec[0] + data[2] * p2->vec[0] + data[3] * p3->vec[0]; /* X */
673         vec[1] = data[0] * p0->vec[1] + data[1] * p1->vec[1] + data[2] * p2->vec[1] + data[3] * p3->vec[1]; /* Y */
674         vec[2] = data[0] * p0->vec[2] + data[1] * p1->vec[2] + data[2] * p2->vec[2] + data[3] * p3->vec[2]; /* Z */
675         vec[3] = data[0] * p0->vec[3] + data[1] * p1->vec[3] + data[2] * p2->vec[3] + data[3] * p3->vec[3]; /* Tilt, should not be needed since we have quat still used */
676
677         if (quat) {
678                 float totfac, q1[4], q2[4];
679
680                 totfac = data[0] + data[3];
681                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q1, p0->quat, p3->quat, data[3] / totfac);
682                 else copy_qt_qt(q1, p1->quat);
683
684                 totfac = data[1] + data[2];
685                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q2, p1->quat, p2->quat, data[2] / totfac);
686                 else copy_qt_qt(q2, p3->quat);
687
688                 totfac = data[0] + data[1] + data[2] + data[3];
689                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(quat, q1, q2, (data[1] + data[2]) / totfac);
690                 else copy_qt_qt(quat, q2);
691         }
692
693         if (radius)
694                 *radius = data[0] * p0->radius + data[1] * p1->radius + data[2] * p2->radius + data[3] * p3->radius;
695
696         if (weight)
697                 *weight = data[0] * p0->weight + data[1] * p1->weight + data[2] * p2->weight + data[3] * p3->weight;
698
699         return 1;
700 }
701
702 /* ******************************************************************** */
703 /* Dupli-Geometry */
704
705 #define DUPLILIST_DO_UPDATE             1
706 #define DUPLILIST_FOR_RENDER    2
707 #define DUPLILIST_ANIMATED              4
708
709 static DupliObject *new_dupli_object(ListBase *lb, Object *ob, float mat[][4], int lay,
710                                      int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, int type, short flag)
711 {
712         DupliObject *dob = MEM_callocN(sizeof(DupliObject), "dupliobject");
713         int i;
714
715         BLI_addtail(lb, dob);
716         dob->ob = ob;
717         copy_m4_m4(dob->mat, mat);
718         copy_m4_m4(dob->omat, ob->obmat);
719         dob->origlay = ob->lay;
720         dob->type = type;
721         dob->animated = (type == OB_DUPLIGROUP) && (flag & DUPLILIST_ANIMATED);
722         ob->lay = lay;
723
724         /* set persistent id, which is an array with a persistent index for each level
725          * (particle number, vertex number, ..). by comparing this we can find the same
726          * dupli object between frames, which is needed for motion blur. last level
727          * goes first in the array. */
728         dob->persistent_id[0] = index;
729         for (i = 1; i < level; i++)
730                 dob->persistent_id[i] = persistent_id[level - 1 - i];
731         
732         /* metaballs never draw in duplis, they are instead merged into one by the basis
733          * mball outside of the group. this does mean that if that mball is not in the
734          * scene, they will not show up at all, limitation that should be solved once. */
735         if (ob->type == OB_MBALL)
736                 dob->no_draw = TRUE;
737         
738         return dob;
739 }
740
741 static void group_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
742                             int level, short flag)
743 {
744         DupliObject *dob;
745         Group *group;
746         GroupObject *go;
747         float mat[4][4], tmat[4][4], id;
748         
749         if (ob->dup_group == NULL) return;
750         group = ob->dup_group;
751         
752         /* simple preventing of too deep nested groups */
753         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
754         
755         /* handles animated groups, and */
756
757         /* we need to check update for objects that are not in scene... */
758         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
759                 /* note: update is optional because we don't always need object
760                  * transformations to be correct. Also fixes bug [#29616]. */
761                 group_handle_recalc_and_update(scene, ob, group);
762         }
763
764         if (group_is_animated(ob, group))
765                 flag |= DUPLILIST_ANIMATED;
766         
767         for (go = group->gobject.first, id = 0; go; go = go->next, id++) {
768                 /* note, if you check on layer here, render goes wrong... it still deforms verts and uses parent imat */
769                 if (go->ob != ob) {
770                         
771                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
772                         if (!is_zero_v3(group->dupli_ofs)) {
773                                 copy_m4_m4(tmat, go->ob->obmat);
774                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], group->dupli_ofs);
775                                 mult_m4_m4m4(mat, ob->obmat, tmat);
776                         }
777                         else {
778                                 mult_m4_m4m4(mat, ob->obmat, go->ob->obmat);
779                         }
780                         
781                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, id, OB_DUPLIGROUP, flag);
782
783                         /* check the group instance and object layers match, also that the object visible flags are ok. */
784                         if ((dob->origlay & group->layer) == 0 ||
785                             ((G.is_rendering == FALSE) && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) ||
786                             ((G.is_rendering == TRUE)  && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER))
787                         {
788                                 dob->no_draw = TRUE;
789                         }
790
791                         if (go->ob->transflag & OB_DUPLI) {
792                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
793                                 object_duplilist_recursive(&group->id, scene, go->ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, id, flag);
794                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
795                         }
796                 }
797         }
798 }
799
800 static void frames_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
801 {
802         extern int enable_cu_speed; /* object.c */
803         Object copyob;
804         int cfrao = scene->r.cfra;
805         int dupend = ob->dupend;
806         
807         /* simple prevention of too deep nested groups */
808         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
809         
810         /* if we don't have any data/settings which will lead to object movement,
811          * don't waste time trying, as it will all look the same...
812          */
813         if (ob->parent == NULL && ob->constraints.first == NULL && ob->adt == NULL)
814                 return;
815         
816         /* make a copy of the object's original data (before any dupli-data overwrites it) 
817          * as we'll need this to keep track of unkeyed data
818          *      - this doesn't take into account other data that can be reached from the object,
819          *        for example it's shapekeys or bones, hence the need for an update flush at the end
820          */
821         copyob = *ob;
822         
823         /* duplicate over the required range */
824         if (ob->transflag & OB_DUPLINOSPEED) enable_cu_speed = 0;
825         
826         for (scene->r.cfra = ob->dupsta; scene->r.cfra <= dupend; scene->r.cfra++) {
827                 short ok = 1;
828                 
829                 /* - dupoff = how often a frames within the range shouldn't be made into duplis
830                  * - dupon = the length of each "skipping" block in frames
831                  */
832                 if (ob->dupoff) {
833                         ok = scene->r.cfra - ob->dupsta;
834                         ok = ok % (ob->dupon + ob->dupoff);
835                         ok = (ok < ob->dupon);
836                 }
837                 
838                 if (ok) {
839                         DupliObject *dob;
840                         
841                         /* WARNING: doing animation updates in this way is not terribly accurate, as the dependencies
842                          * and/or other objects which may affect this object's transforms are not updated either.
843                          * However, this has always been the way that this worked (i.e. pre 2.5), so I guess that it'll be fine!
844                          */
845                         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
846                         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
847                         
848                         dob = new_dupli_object(lb, ob, ob->obmat, ob->lay, persistent_id, level, scene->r.cfra, OB_DUPLIFRAMES, flag);
849                         copy_m4_m4(dob->omat, copyob.obmat);
850                 }
851         }
852
853         enable_cu_speed = 1;
854         
855         /* reset frame to original frame, then re-evaluate animation as above 
856          * as 2.5 animation data may have far-reaching consequences
857          */
858         scene->r.cfra = cfrao;
859         
860         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
861         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
862         
863         /* but, to make sure unkeyed object transforms are still sane, 
864          * let's copy object's original data back over
865          */
866         *ob = copyob;
867 }
868
869 typedef struct VertexDupliData {
870         ID *id; /* scene or group, for recursive loops */
871         int level;
872         short flag;
873         ListBase *lb;
874         float pmat[4][4];
875         float obmat[4][4]; /* Only used for dupliverts inside dupligroups, where the ob->obmat is modified */
876         Scene *scene;
877         Object *ob, *par;
878         float (*orco)[3];
879         int *persistent_id;
880 } VertexDupliData;
881
882 /* ------------- */
883
884 static void vertex_dupli__mapFunc(void *userData, int index, const float co[3],
885                                   const float no_f[3], const short no_s[3])
886 {
887         DupliObject *dob;
888         VertexDupliData *vdd = userData;
889         float vec[3], q2[4], mat[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
890         int origlay;
891         
892         mul_v3_m4v3(vec, vdd->pmat, co);
893         sub_v3_v3(vec, vdd->pmat[3]);
894         add_v3_v3(vec, vdd->obmat[3]);
895         
896         copy_m4_m4(obmat, vdd->obmat);
897         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
898         
899         if (vdd->par->transflag & OB_DUPLIROT) {
900                 if (no_f) {
901                         vec[0] = -no_f[0]; vec[1] = -no_f[1]; vec[2] = -no_f[2];
902                 }
903                 else if (no_s) {
904                         vec[0] = -no_s[0]; vec[1] = -no_s[1]; vec[2] = -no_s[2];
905                 }
906                 
907                 vec_to_quat(q2, vec, vdd->ob->trackflag, vdd->ob->upflag);
908                 
909                 quat_to_mat3(mat, q2);
910                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
911                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
912         }
913
914         origlay = vdd->ob->lay;
915         
916         dob = new_dupli_object(vdd->lb, vdd->ob, obmat, vdd->par->lay, vdd->persistent_id, vdd->level, index, OB_DUPLIVERTS, vdd->flag);
917
918         /* restore the original layer so that each dupli will have proper dob->origlay */
919         vdd->ob->lay = origlay;
920
921         if (vdd->orco)
922                 copy_v3_v3(dob->orco, vdd->orco[index]);
923         
924         if (vdd->ob->transflag & OB_DUPLI) {
925                 float tmpmat[4][4];
926                 copy_m4_m4(tmpmat, vdd->ob->obmat);
927                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
928                 object_duplilist_recursive((ID *)vdd->id, vdd->scene, vdd->ob, vdd->lb, obmat, vdd->persistent_id, vdd->level + 1, index, vdd->flag);
929                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, tmpmat);
930         }
931 }
932
933 static void vertex_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
934                              int level, short flag)
935 {
936         Object *ob, *ob_iter;
937         Mesh *me = par->data;
938         Base *base = NULL;
939         DerivedMesh *dm;
940         VertexDupliData vdd;
941         Scene *sce = NULL;
942         Group *group = NULL;
943         GroupObject *go = NULL;
944         BMEditMesh *em;
945         float vec[3], no[3], pmat[4][4];
946         int totvert, a, oblay;
947         unsigned int lay;
948         
949         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
950         
951         /* simple preventing of too deep nested groups */
952         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
953         
954         em = BMEdit_FromObject(par);
955         
956         if (em) {
957                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, CD_MASK_BAREMESH);
958         }
959         else
960                 dm = mesh_get_derived_deform(scene, par, CD_MASK_BAREMESH);
961         
962         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
963                 vdd.orco = (float(*)[3])BKE_mesh_orco_verts_get(par);
964                 BKE_mesh_orco_verts_transform(me, vdd.orco, me->totvert, 0);
965         }
966         else
967                 vdd.orco = NULL;
968         
969         totvert = dm->getNumVerts(dm);
970
971         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
972         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
973                 sce = (Scene *)id;
974                 lay = sce->lay;
975                 base = sce->base.first;
976         }
977         else {
978                 group = (Group *)id;
979                 lay = group->layer;
980                 go = group->gobject.first;
981         }
982         
983         /* Start looping on Scene OR Group objects */
984         while (base || go) {
985                 if (sce) {
986                         ob_iter = base->object;
987                         oblay = base->lay;
988                 }
989                 else {
990                         ob_iter = go->ob;
991                         oblay = ob_iter->lay;
992                 }
993                 
994                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
995                         ob = ob_iter->parent;
996                         while (ob) {
997                                 if (ob == par) {
998                                         ob = ob_iter;
999                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1000                                         
1001                                         
1002                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1003                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1004                                          */
1005                                         if (par_space_mat)
1006                                                 mult_m4_m4m4(vdd.obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1007                                         else
1008                                                 copy_m4_m4(vdd.obmat, ob->obmat);
1009
1010                                         vdd.id = id;
1011                                         vdd.level = level;
1012                                         vdd.flag = flag;
1013                                         vdd.lb = lb;
1014                                         vdd.ob = ob;
1015                                         vdd.scene = scene;
1016                                         vdd.par = par;
1017                                         copy_m4_m4(vdd.pmat, pmat);
1018                                         vdd.persistent_id = persistent_id;
1019                                         
1020                                         /* mballs have a different dupli handling */
1021                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1022
1023                                         if (me->edit_btmesh) {
1024                                                 dm->foreachMappedVert(dm, vertex_dupli__mapFunc, (void *) &vdd);
1025                                         }
1026                                         else {
1027                                                 for (a = 0; a < totvert; a++) {
1028                                                         dm->getVertCo(dm, a, vec);
1029                                                         dm->getVertNo(dm, a, no);
1030                                                         
1031                                                         vertex_dupli__mapFunc(&vdd, a, vec, no, NULL);
1032                                                 }
1033                                         }
1034                                         if (sce) {
1035                                                 /* Set proper layer in case of scene looping,
1036                                                  * in case of groups the object layer will be
1037                                                  * changed when it's duplicated due to the
1038                                                  * group duplication.
1039                                                  */
1040                                                 ob->lay = vdd.par->lay;
1041                                         }
1042                                         
1043                                         break;
1044                                 }
1045                                 ob = ob->parent;
1046                         }
1047                 }
1048                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1049                 else go = go->next;             /* group loop */
1050         }
1051
1052         if (vdd.orco)
1053                 MEM_freeN(vdd.orco);
1054         dm->release(dm);
1055 }
1056
1057 static void face_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
1058                            int level, short flag)
1059 {
1060         Object *ob, *ob_iter;
1061         Base *base = NULL;
1062         DupliObject *dob;
1063         DerivedMesh *dm;
1064         Mesh *me = par->data;
1065         MLoopUV *mloopuv;
1066         MPoly *mpoly, *mp;
1067         MLoop *mloop;
1068         MVert *mvert;
1069         float pmat[4][4], imat[3][3], (*orco)[3] = NULL, w;
1070         int lay, oblay, totface, a;
1071         Scene *sce = NULL;
1072         Group *group = NULL;
1073         GroupObject *go = NULL;
1074         BMEditMesh *em;
1075         float ob__obmat[4][4]; /* needed for groups where the object matrix needs to be modified */
1076         
1077         /* simple preventing of too deep nested groups */
1078         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1079         
1080         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1081         em = BMEdit_FromObject(par);
1082
1083         if (em) {
1084                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, CD_MASK_BAREMESH);
1085         }
1086         else {
1087                 dm = mesh_get_derived_deform(scene, par, CD_MASK_BAREMESH);
1088         }
1089
1090         totface = dm->getNumPolys(dm);
1091         mpoly = dm->getPolyArray(dm);
1092         mloop = dm->getLoopArray(dm);
1093         mvert = dm->getVertArray(dm);
1094
1095         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1096                 orco = (float(*)[3])BKE_mesh_orco_verts_get(par);
1097                 BKE_mesh_orco_verts_transform(me, orco, me->totvert, 0);
1098                 mloopuv = me->mloopuv;
1099         }
1100         else {
1101                 orco = NULL;
1102                 mloopuv = NULL;
1103         }
1104         
1105         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
1106         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
1107                 sce = (Scene *)id;
1108                 lay = sce->lay;
1109                 base = sce->base.first;
1110         }
1111         else {
1112                 group = (Group *)id;
1113                 lay = group->layer;
1114                 go = group->gobject.first;
1115         }
1116         
1117         /* Start looping on Scene OR Group objects */
1118         while (base || go) {
1119                 if (sce) {
1120                         ob_iter = base->object;
1121                         oblay = base->lay;
1122                 }
1123                 else {
1124                         ob_iter = go->ob;
1125                         oblay = ob_iter->lay;
1126                 }
1127                 
1128                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
1129                         ob = ob_iter->parent;
1130                         while (ob) {
1131                                 if (ob == par) {
1132                                         ob = ob_iter;
1133                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1134                                         
1135                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1136                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1137                                          */
1138                                         if (par_space_mat)
1139                                                 mult_m4_m4m4(ob__obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1140                                         else
1141                                                 copy_m4_m4(ob__obmat, ob->obmat);
1142                                         
1143                                         copy_m3_m4(imat, ob->parentinv);
1144                                                 
1145                                         /* mballs have a different dupli handling */
1146                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1147
1148                                         for (a = 0, mp = mpoly; a < totface; a++, mp++) {
1149                                                 int mv1;
1150                                                 int mv2;
1151                                                 int mv3;
1152                                                 /* int mv4; */ /* UNUSED */
1153                                                 float *v1;
1154                                                 float *v2;
1155                                                 float *v3;
1156                                                 /* float *v4; */ /* UNUSED */
1157                                                 float cent[3], quat[4], mat[3][3], mat3[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
1158                                                 float f_no[3];
1159                                                 MLoop *loopstart = mloop + mp->loopstart;
1160
1161                                                 if (UNLIKELY(mp->totloop < 3)) {
1162                                                         continue;
1163                                                 }
1164                                                 else {
1165                                                         BKE_mesh_calc_poly_normal(mp, mloop + mp->loopstart, mvert, f_no);
1166                                                         v1 = mvert[(mv1 = loopstart[0].v)].co;
1167                                                         v2 = mvert[(mv2 = loopstart[1].v)].co;
1168                                                         v3 = mvert[(mv3 = loopstart[2].v)].co;
1169                                                 }
1170
1171                                                 /* translation */
1172                                                 BKE_mesh_calc_poly_center(mp, loopstart, mvert, cent);
1173
1174                                                 mul_m4_v3(pmat, cent);
1175                                                 
1176                                                 sub_v3_v3v3(cent, cent, pmat[3]);
1177                                                 add_v3_v3(cent, ob__obmat[3]);
1178                                                 
1179                                                 copy_m4_m4(obmat, ob__obmat);
1180                                                 
1181                                                 copy_v3_v3(obmat[3], cent);
1182                                                 
1183                                                 /* rotation */
1184                                                 tri_to_quat_ex(quat, v1, v2, v3, f_no);
1185                                                 quat_to_mat3(mat, quat);
1186                                                 
1187                                                 /* scale */
1188                                                 if (par->transflag & OB_DUPLIFACES_SCALE) {
1189                                                         float size = BKE_mesh_calc_poly_area(mp, loopstart, mvert, f_no);
1190                                                         size = sqrtf(size) * par->dupfacesca;
1191                                                         mul_m3_fl(mat, size);
1192                                                 }
1193                                                 
1194                                                 copy_m3_m3(mat3, mat);
1195                                                 mul_m3_m3m3(mat, imat, mat3);
1196                                                 
1197                                                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
1198                                                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
1199                                                 
1200                                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIFACES, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1201                                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1202                                                         w = 1.0f / (float)mp->totloop;
1203
1204                                                         if (orco) {
1205                                                                 int j;
1206                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1207                                                                         madd_v3_v3fl(dob->orco, orco[loopstart[j].v], w);
1208                                                                 }
1209                                                         }
1210
1211                                                         if (mloopuv) {
1212                                                                 int j;
1213                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1214                                                                         madd_v2_v2fl(dob->orco, mloopuv[loopstart[j].v].uv, w);
1215                                                                 }
1216                                                         }
1217                                                 }
1218                                                 
1219                                                 if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1220                                                         float tmpmat[4][4];
1221                                                         copy_m4_m4(tmpmat, ob->obmat);
1222                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
1223                                                         object_duplilist_recursive((ID *)id, scene, ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, a, flag);
1224                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, tmpmat);
1225                                                 }
1226                                         }
1227                                         
1228                                         break;
1229                                 }
1230                                 ob = ob->parent;
1231                         }
1232                 }
1233                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1234                 else go = go->next;             /* group loop */
1235         }
1236
1237         if (orco)
1238                 MEM_freeN(orco);
1239         
1240         dm->release(dm);
1241 }
1242
1243 static void new_particle_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], ParticleSystem *psys,
1244                                    int level, short flag)
1245 {
1246         GroupObject *go;
1247         Object *ob = NULL, **oblist = NULL, obcopy, *obcopylist = NULL;
1248         DupliObject *dob;
1249         ParticleDupliWeight *dw;
1250         ParticleSettings *part;
1251         ParticleData *pa;
1252         ChildParticle *cpa = NULL;
1253         ParticleKey state;
1254         ParticleCacheKey *cache;
1255         float ctime, pa_time, scale = 1.0f;
1256         float tmat[4][4], mat[4][4], pamat[4][4], vec[3], size = 0.0;
1257         float (*obmat)[4], (*oldobmat)[4];
1258         int a, b, hair = 0;
1259         int totpart, totchild, totgroup = 0 /*, pa_num */;
1260
1261         int no_draw_flag = PARS_UNEXIST;
1262
1263         if (psys == NULL) return;
1264         
1265         /* simple preventing of too deep nested groups */
1266         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1267         
1268         part = psys->part;
1269
1270         if (part == NULL)
1271                 return;
1272
1273         if (!psys_check_enabled(par, psys))
1274                 return;
1275
1276         if (G.is_rendering == FALSE)
1277                 no_draw_flag |= PARS_NO_DISP;
1278         
1279         ctime = BKE_scene_frame_get(scene); /* NOTE: in old animsys, used parent object's timeoffset... */
1280
1281         totpart = psys->totpart;
1282         totchild = psys->totchild;
1283
1284         BLI_srandom(31415926 + psys->seed);
1285
1286         if ((psys->renderdata || part->draw_as == PART_DRAW_REND) && ELEM(part->ren_as, PART_DRAW_OB, PART_DRAW_GR)) {
1287                 ParticleSimulationData sim = {NULL};
1288                 sim.scene = scene;
1289                 sim.ob = par;
1290                 sim.psys = psys;
1291                 sim.psmd = psys_get_modifier(par, psys);
1292                 /* make sure emitter imat is in global coordinates instead of render view coordinates */
1293                 invert_m4_m4(par->imat, par->obmat);
1294
1295                 /* first check for loops (particle system object used as dupli object) */
1296                 if (part->ren_as == PART_DRAW_OB) {
1297                         if (ELEM(part->dup_ob, NULL, par))
1298                                 return;
1299                 }
1300                 else { /*PART_DRAW_GR */
1301                         if (part->dup_group == NULL || part->dup_group->gobject.first == NULL)
1302                                 return;
1303
1304                         if (BLI_findptr(&part->dup_group->gobject, par, offsetof(GroupObject, ob))) {
1305                                 return;
1306                         }
1307                 }
1308
1309                 /* if we have a hair particle system, use the path cache */
1310                 if (part->type == PART_HAIR) {
1311                         if (psys->flag & PSYS_HAIR_DONE)
1312                                 hair = (totchild == 0 || psys->childcache) && psys->pathcache;
1313                         if (!hair)
1314                                 return;
1315                         
1316                         /* we use cache, update totchild according to cached data */
1317                         totchild = psys->totchildcache;
1318                         totpart = psys->totcached;
1319                 }
1320
1321                 psys_check_group_weights(part);
1322
1323                 psys->lattice = psys_get_lattice(&sim);
1324
1325                 /* gather list of objects or single object */
1326                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1327                         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
1328                                 group_handle_recalc_and_update(scene, par, part->dup_group);
1329                         }
1330
1331                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR) {
1332                                 for (dw = part->dupliweights.first; dw; dw = dw->next)
1333                                         totgroup += dw->count;
1334                         }
1335                         else {
1336                                 for (go = part->dup_group->gobject.first; go; go = go->next)
1337                                         totgroup++;
1338                         }
1339
1340                         /* we also copy the actual objects to restore afterwards, since
1341                          * BKE_object_where_is_calc_time will change the object which breaks transform */
1342                         oblist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object *), "dupgroup object list");
1343                         obcopylist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object), "dupgroup copy list");
1344
1345                         
1346                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR && totgroup) {
1347                                 dw = part->dupliweights.first;
1348
1349                                 for (a = 0; a < totgroup; dw = dw->next) {
1350                                         for (b = 0; b < dw->count; b++, a++) {
1351                                                 oblist[a] = dw->ob;
1352                                                 obcopylist[a] = *dw->ob;
1353                                         }
1354                                 }
1355                         }
1356                         else {
1357                                 go = part->dup_group->gobject.first;
1358                                 for (a = 0; a < totgroup; a++, go = go->next) {
1359                                         oblist[a] = go->ob;
1360                                         obcopylist[a] = *go->ob;
1361                                 }
1362                         }
1363                 }
1364                 else {
1365                         ob = part->dup_ob;
1366                         obcopy = *ob;
1367                 }
1368
1369                 if (totchild == 0 || part->draw & PART_DRAW_PARENT)
1370                         a = 0;
1371                 else
1372                         a = totpart;
1373
1374                 for (pa = psys->particles; a < totpart + totchild; a++, pa++) {
1375                         if (a < totpart) {
1376                                 /* handle parent particle */
1377                                 if (pa->flag & no_draw_flag)
1378                                         continue;
1379
1380                                 /* pa_num = pa->num; */ /* UNUSED */
1381                                 pa_time = pa->time;
1382                                 size = pa->size;
1383                         }
1384                         else {
1385                                 /* handle child particle */
1386                                 cpa = &psys->child[a - totpart];
1387
1388                                 /* pa_num = a; */ /* UNUSED */
1389                                 pa_time = psys->particles[cpa->parent].time;
1390                                 size = psys_get_child_size(psys, cpa, ctime, NULL);
1391                         }
1392
1393                         /* some hair paths might be non-existent so they can't be used for duplication */
1394                         if (hair &&
1395                             ((a < totpart && psys->pathcache[a]->steps < 0) ||
1396                              (a >= totpart && psys->childcache[a - totpart]->steps < 0)))
1397                         {
1398                                 continue;
1399                         }
1400
1401                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1402                                 /* prevent divide by zero below [#28336] */
1403                                 if (totgroup == 0)
1404                                         continue;
1405
1406                                 /* for groups, pick the object based on settings */
1407                                 if (part->draw & PART_DRAW_RAND_GR)
1408                                         b = BLI_rand() % totgroup;
1409                                 else
1410                                         b = a % totgroup;
1411
1412                                 ob = oblist[b];
1413                                 obmat = oblist[b]->obmat;
1414                                 oldobmat = obcopylist[b].obmat;
1415                         }
1416                         else {
1417                                 obmat = ob->obmat;
1418                                 oldobmat = obcopy.obmat;
1419                         }
1420
1421                         if (hair) {
1422                                 /* hair we handle separate and compute transform based on hair keys */
1423                                 if (a < totpart) {
1424                                         cache = psys->pathcache[a];
1425                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, pa, NULL, cache, pamat, &scale);
1426                                 }
1427                                 else {
1428                                         cache = psys->childcache[a - totpart];
1429                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, NULL, cpa, cache, pamat, &scale);
1430                                 }
1431
1432                                 copy_v3_v3(pamat[3], cache->co);
1433                                 pamat[3][3] = 1.0f;
1434                                 
1435                         }
1436                         else {
1437                                 /* first key */
1438                                 state.time = ctime;
1439                                 if (psys_get_particle_state(&sim, a, &state, 0) == 0) {
1440                                         continue;
1441                                 }
1442                                 else {
1443                                         float tquat[4];
1444                                         normalize_qt_qt(tquat, state.rot);
1445                                         quat_to_mat4(pamat, tquat);
1446                                         copy_v3_v3(pamat[3], state.co);
1447                                         pamat[3][3] = 1.0f;
1448                                 }
1449                         }
1450
1451                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR && psys->part->draw & PART_DRAW_WHOLE_GR) {
1452                                 for (go = part->dup_group->gobject.first, b = 0; go; go = go->next, b++) {
1453
1454                                         copy_m4_m4(tmat, oblist[b]->obmat);
1455                                         /* apply particle scale */
1456                                         mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1457                                         mul_v3_fl(tmat[3], size * scale);
1458                                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
1459                                         if (!is_zero_v3(part->dup_group->dupli_ofs))
1460                                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], part->dup_group->dupli_ofs);
1461                                         /* individual particle transform */
1462                                         mult_m4_m4m4(tmat, pamat, tmat);
1463
1464                                         if (par_space_mat)
1465                                                 mult_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1466                                         else
1467                                                 copy_m4_m4(mat, tmat);
1468
1469                                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIPARTS, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1470                                         dob->particle_system = psys;
1471                                         copy_m4_m4(dob->omat, obcopylist[b].obmat);
1472                                         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1473                                                 psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1474                                 }
1475                         }
1476                         else {
1477                                 /* to give ipos in object correct offset */
1478                                 BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, ctime - pa_time);
1479
1480                                 copy_v3_v3(vec, obmat[3]);
1481                                 obmat[3][0] = obmat[3][1] = obmat[3][2] = 0.0f;
1482
1483                                 /* particle rotation uses x-axis as the aligned axis, so pre-rotate the object accordingly */
1484                                 if ((part->draw & PART_DRAW_ROTATE_OB) == 0) {
1485                                         float xvec[3], q[4], size_mat[4][4], original_size[3];
1486
1487                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1488                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1489
1490                                         xvec[0] = -1.f;
1491                                         xvec[1] = xvec[2] = 0;
1492                                         vec_to_quat(q, xvec, ob->trackflag, ob->upflag);
1493                                         quat_to_mat4(obmat, q);
1494                                         obmat[3][3] = 1.0f;
1495                                         
1496                                         /* add scaling if requested */
1497                                         if ((part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) == 0)
1498                                                 mult_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1499                                 }
1500                                 else if (part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) {
1501                                         /* remove scaling */
1502                                         float size_mat[4][4], original_size[3];
1503
1504                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1505                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1506                                         invert_m4(size_mat);
1507
1508                                         mult_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1509                                 }
1510                                 
1511                                 /* Normal particles and cached hair live in global space so we need to
1512                                  * remove the real emitter's transformation before 2nd order duplication.
1513                                  */
1514                                 if (par_space_mat && GS(id->name) != ID_GR)
1515                                         mult_m4_m4m4(mat, psys->imat, pamat);
1516                                 else
1517                                         copy_m4_m4(mat, pamat);
1518
1519                                 mult_m4_m4m4(tmat, mat, obmat);
1520                                 mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1521
1522                                 if (par_space_mat)
1523                                         mult_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1524                                 else
1525                                         copy_m4_m4(mat, tmat);
1526
1527                                 if (part->draw & PART_DRAW_GLOBAL_OB)
1528                                         add_v3_v3v3(mat[3], mat[3], vec);
1529
1530                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, a, GS(id->name) == ID_GR ? OB_DUPLIGROUP : OB_DUPLIPARTS, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1531                                 dob->particle_system = psys;
1532                                 copy_m4_m4(dob->omat, oldobmat);
1533                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1534                                         psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1535                         }
1536                 }
1537
1538                 /* restore objects since they were changed in BKE_object_where_is_calc_time */
1539                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1540                         for (a = 0; a < totgroup; a++)
1541                                 *(oblist[a]) = obcopylist[a];
1542                 }
1543                 else
1544                         *ob = obcopy;
1545         }
1546
1547         /* clean up */
1548         if (oblist)
1549                 MEM_freeN(oblist);
1550         if (obcopylist)
1551                 MEM_freeN(obcopylist);
1552
1553         if (psys->lattice) {
1554                 end_latt_deform(psys->lattice);
1555                 psys->lattice = NULL;
1556         }
1557 }
1558
1559 static Object *find_family_object(Object **obar, char *family, char ch)
1560 {
1561         Object *ob;
1562         int flen;
1563         
1564         if (obar[(int)ch]) return obar[(int)ch];
1565         
1566         flen = strlen(family);
1567         
1568         ob = G.main->object.first;
1569         while (ob) {
1570                 if (ob->id.name[flen + 2] == ch) {
1571                         if (strncmp(ob->id.name + 2, family, flen) == 0) break;
1572                 }
1573                 ob = ob->id.next;
1574         }
1575         
1576         obar[(int)ch] = ob;
1577         
1578         return ob;
1579 }
1580
1581
1582 static void font_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *par, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
1583 {
1584         Object *ob, *obar[256] = {NULL};
1585         Curve *cu;
1586         struct CharTrans *ct, *chartransdata;
1587         float vec[3], obmat[4][4], pmat[4][4], fsize, xof, yof;
1588         int slen, a;
1589         
1590         /* simple preventing of too deep nested groups */
1591         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1592         
1593         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1594         
1595         /* in par the family name is stored, use this to find the other objects */
1596         
1597         chartransdata = BKE_vfont_to_curve(G.main, scene, par, FO_DUPLI);
1598         if (chartransdata == NULL) return;
1599
1600         cu = par->data;
1601         slen = strlen(cu->str);
1602         fsize = cu->fsize;
1603         xof = cu->xof;
1604         yof = cu->yof;
1605         
1606         ct = chartransdata;
1607         
1608         for (a = 0; a < slen; a++, ct++) {
1609                 
1610                 ob = find_family_object(obar, cu->family, cu->str[a]);
1611                 if (ob) {
1612                         vec[0] = fsize * (ct->xof - xof);
1613                         vec[1] = fsize * (ct->yof - yof);
1614                         vec[2] = 0.0;
1615                         
1616                         mul_m4_v3(pmat, vec);
1617                         
1618                         copy_m4_m4(obmat, par->obmat);
1619                         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
1620                         
1621                         new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIVERTS, flag);
1622                 }
1623         }
1624         
1625         MEM_freeN(chartransdata);
1626 }
1627
1628 /* ------------- */
1629
1630 static void object_duplilist_recursive(ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[][4],
1631                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag)
1632 {       
1633         if ((ob->transflag & OB_DUPLI) == 0)
1634                 return;
1635         
1636         /* Should the dupli's be generated for this object? - Respect restrict flags */
1637         if (G.is_rendering) {
1638                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER) {
1639                         return;
1640                 }
1641         }
1642         else {
1643                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) {
1644                         return;
1645                 }
1646         }
1647
1648         /* keep track of persistent id */
1649         if (level > 0)
1650                 persistent_id[level - 1] = index;
1651
1652         if (ob->transflag & OB_DUPLIPARTS) {
1653                 ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1654                 int psysid = 0;
1655
1656                 /* particle system take up one level in id, the particles another */
1657                 for (; psys; psys = psys->next, psysid++) {
1658                         persistent_id[level] = psysid;
1659                         new_particle_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, psys, level + 2, flag);
1660                 }
1661
1662                 persistent_id[level] = 0;
1663         }
1664         else if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1665                 if (ob->type == OB_MESH) {
1666                         vertex_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1667                 }
1668                 else if (ob->type == OB_FONT) {
1669                         if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1670                                 font_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1671                         }
1672                 }
1673         }
1674         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFACES) {
1675                 if (ob->type == OB_MESH)
1676                         face_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1677         }
1678         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1679                 if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1680                         frames_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1681                 }
1682         }
1683         else if (ob->transflag & OB_DUPLIGROUP) {
1684                 DupliObject *dob;
1685                 
1686                 group_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag); /* now recursive */
1687
1688                 if (level == 0) {
1689                         for (dob = duplilist->first; dob; dob = dob->next)
1690                                 if (dob->type == OB_DUPLIGROUP)
1691                                         copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
1692                 }
1693         }
1694
1695         /* clear persistent id */
1696         if (level > 0)
1697                 persistent_id[level - 1] = 0;
1698 }
1699
1700 /* Returns a list of DupliObject
1701  * note; group dupli's already set transform matrix. see note in group_duplilist() */
1702 ListBase *object_duplilist_ex(Scene *sce, Object *ob, int update, int for_render)
1703 {
1704         ListBase *duplilist = MEM_mallocN(sizeof(ListBase), "duplilist");
1705         int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR] = {0};
1706         int flag = 0;
1707
1708         if (update)     flag |= DUPLILIST_DO_UPDATE;
1709         if (for_render) flag |= DUPLILIST_FOR_RENDER;
1710
1711         duplilist->first = duplilist->last = NULL;
1712         object_duplilist_recursive((ID *)sce, sce, ob, duplilist, NULL, persistent_id, 0, 0, flag);
1713         return duplilist;
1714 }
1715
1716 /* note: previously updating was always done, this is why it defaults to be on
1717  * but there are likely places it can be called without updating */
1718 ListBase *object_duplilist(Scene *sce, Object *ob, int for_render)
1719 {
1720         return object_duplilist_ex(sce, ob, TRUE, for_render);
1721 }
1722
1723
1724 void free_object_duplilist(ListBase *lb)
1725 {
1726         DupliObject *dob;
1727         
1728         /* loop in reverse order, if object is instanced multiple times
1729          * the original layer may not really be original otherwise, proper
1730          * solution is more complicated */
1731         for (dob = lb->last; dob; dob = dob->prev) {
1732                 dob->ob->lay = dob->origlay;
1733                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
1734         }
1735         
1736         BLI_freelistN(lb);
1737         MEM_freeN(lb);
1738 }
1739
1740 int count_duplilist(Object *ob)
1741 {
1742         if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1743                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1744                         if (ob->type == OB_MESH) {
1745                                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1746                                         ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1747                                         int pdup = 0;
1748
1749                                         for (; psys; psys = psys->next)
1750                                                 pdup += psys->totpart;
1751
1752                                         if (pdup == 0) {
1753                                                 Mesh *me = ob->data;
1754                                                 return me->totvert;
1755                                         }
1756                                         else
1757                                                 return pdup;
1758                                 }
1759                         }
1760                 }
1761                 else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1762                         int tot = ob->dupend - ob->dupsta;
1763                         tot /= (ob->dupon + ob->dupoff);
1764                         return tot * ob->dupon;
1765                 }
1766         }
1767         return 1;
1768 }